硅基生命科幻小說
❶ 硅基生命也許只存在於科幻作品中,現實會有嗎
有沒有其它形式的生命呢,一直以來科幻作家對此做出了許多幻想,包括了硅基生命、氨基生命、硼基生命等多種形式,並說明能夠產生這種生命的理想星球是什麼樣子的,雖然做出了這么多的幻想,但實際上,人類除了碳基生命之外從未發現過其它生命形式,哪怕是最簡單的有機分子也是以碳為基礎的,從未看到過以硅為基礎的硅酮或硅烷以及硅的高級化合物,這些都沒有發現過,我們常見的也就是二氧化硅、硅酸鹽了。
但一個道理告訴我們,沒見過不能代表沒有,對吧,仍然是相信這些是存在的,只是目前局限於科技的發展程度沒有發現罷了。
星際迷航對於硅基生命的幻想
自然演化出硅基生命很難,但現實中人類製造的人工智慧可以稱之為廣義的硅基“生命”,隨著科技的發展,以硅為主要材料的半導體元器件構成的計算機人工智慧,這種人造的“硅基”生命或許在未來可以承載人類的意識。
❷ 經常科幻小說里會說什麼硅基生物,就是用硅
硅基生命是一種想像中的生命形式。
地球生物都屬於碳基生命,是以碳和碳鏈為基礎的生命形式。就是說,地球生物體內的生物大分子都是以碳和碳鏈為骨架構建的,如糖和糖的聚合物、脂肪酸和脂肪、氨基酸和蛋白質、核酸等。
碳基物質有一個特點,就是不能耐受高溫,在高溫下容易分解,從而失去生物活性。
硅是與碳同族的元素,與碳的化學性質非常相似,也能連接成長鏈狀化合物。但硅基物質有一個特性,就是比碳基物質耐受更高的溫度。
一些生物學家設想,如果是在表面溫度較高的星球上,以硅為骨架也有可能構建出生命形式,這種生命形式能夠耐受比地球溫度更高的溫度。這類生命就被稱為「硅基生命」或「硅基生物」。
❸ 為什麼碳基生命和硅基生命是死敵
與碳-氫、碳-碳鍵不同,硅-氫鍵和硅-硅鍵容易被各類質子溶劑完全破壞。這也就意味著常見的水,氨甚至氟化氫等溶劑都不能作為硅基生命的載體。
當碳在地球生物的呼吸過程中被氧化時,會形成二氧化碳氣體,這種物質相對惰性易於產生且很容易從生物體中移除。但是,符合條件的無機氣態硅化合物卻不存在。
而易於產生的二氧化硅則是固體,因為在二氧化硅剛形成的時候就會形成晶格,使得每個硅原子都被四個氧原子包圍,而不是象二氧化碳那樣每個分子都是單獨游離的,處置這樣的固體物質會給硅基生命的呼吸過程和植物光合作用帶來很大挑戰。
碳基生命以碳水化合物儲存能量,硅基生命也可以用類似的化合物進行能量儲存,但如何使用這些能量則比較難辦。碳基生命用左旋或右旋的大分子———酶來控制碳水化合物,但硅則難以組成這樣的大分子。
有人認為,硅可能不能像碳一樣產生眾多的具有左旋右旋特徵的化合物,只要是生命形態,就必須從外界環境中收集、儲存和利用能量。在碳基生物這里,儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。
在碳水化合物中,碳原子由單鍵連接成一條鏈,而利用酶控制的對碳水化合物的一系列氧化步驟會釋放能量,廢棄物產生水和二氧化碳。
這些酶是些大而復雜的分子,它們依照分子的形狀和左旋右旋對特定的反應進行催化,這里說的左旋右旋是因分子含有的碳的手性使得分子出現左旋或者右旋,而多數碳基生物體內的物質都顯示這個特徵,正是這個特點使得酶能夠識別和規范碳基生物體內的大量不同新陳代謝進程。
然而,硅沒能像碳這樣產生眾多的具有左旋右旋特徵的化合物(主要由於復雜硅烷衍生物穩定性太低,導致硅難以形成烴衍生物的復刻品),這也讓它難以成為生命所需要大量相互聯系的鏈式反應的支持元素。即它不能像類似碳基生命一樣識別和規范碳基生物體內的大量不同新陳代謝進程,把儲存的能量釋放出來。
遺傳又是另一個難題。碳形成的基因鏈在水中很穩定,這使得碳基生物體內可以充滿著。但是,硅形成的基因鏈在水中很不穩定,這決定了硅基生物無法以水充實身體,而其他的液體,如鐵水、熔化玻璃,也很難保持其基因鏈的穩定。
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除硅基生命和碳基生命以外的生命形式
1、硼基生命
在一系列硅烷被合成後,人們又成功合成了種類眾多的硼烷。於是,有人將目光投向了這種位於碳左邊的元素:硼擁有比硅更小的原子半徑和遠比硅強的連接能力——硼是唯一和碳一樣具有無限延伸自身的能力的同時氫化物系列穩定性不受原子數目制約的元素;
同時硼還具有比碳更豐富的成鍵多樣性;硼烷擁有種類眾多的衍生物,且復雜硼烷及其衍生物穩定性也十分可觀。有人據此猜測,硼也可能作為生命骨架。(詳見詞條「硼基生命」)
有人猜測,硼基生命可能誕生在以氟化氫為溶劑的海洋中,以硫或多硫化物作為氧化劑。以類似嘌呤和嘧啶的基於二十面體結構的碳硼烷和碳氮硼烷作為遺傳信息的載體的核心部分。
而氮配合的硼烷基硼酸則相當於氨基酸,其中,對應氨基NH₂C的RNH2B和對應羧基COOH的B(OH)2通過脫水和重分配可產生類似於蛋白質,以類似肽鍵-CO-NH-C的B(-NHR-B)2為連接中心的多聚物。
2、科幻作品
然而,科幻作家仍不滿足於生命的這些多樣性,他們在各自的作品中充分發揮了想像力,為我們創造出一些更不可思議、但細想之下又似乎不無道理的生命世界。一些作家設想,在某些極寒冷的星球之上,可能存在著以液體氦為基礎,並以超導電流作聯系的生命形式;
另一些作家則認為,即使在寒冷而黑暗的太空深處,亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成,並由無線電波傳遞神經訊號的高等智能生物——霍耳的科幻小說正是這方面的代表作;
還有一些想像力更豐富的作家甚至認為外星生命也許根本不需要化學物質基礎,他們可能只是一些純能量的生命形式,比如一束電波。
3、金屬細胞和金屬生命體
就在科幻作家構思「硅基生命」的時候,實驗室里的「金屬細胞」已經有了生命徵象,並且初步顯露出進化的趨勢。 不同於碳元素的共價鍵有機物,這種「無機生命」的基礎是金屬鎢的雜多酸陰離子——6族元素能與氧配位成多面體(姑且理解成酸根),然後脫水縮聚成共用氧原子的巨大結構。
這些龐大的陰離子可以繼續縮聚並容納其它含氧酸,進而在強酸溶液里自組織成泡狀結構,如同活細胞——這或許意味著,我們的生物學只是生命科學里的一小部分。
克羅寧和同事通過從大分子金屬氧化物中提取負電荷離子形成鹽溶液,來束縛氫或者鈉一些較小的正電荷離子;這種鹽溶液注入另一種含有較大負電荷有機離子的溶液中,可以束縛較小負電荷離子的活動性。
當這兩種鹽溶液混合,交換其中部分大分子金屬氧化物,使其不再形成較大的有機離子。這種新溶液在水中無法溶解:沉澱物質像包裹注射溶液的殼狀物。克羅寧稱這種沉澱物質為泡沫無機化學細胞,並表示它們還具有更多的特性。通過修改它們的金屬氧化物主幹部分使iCHELLs具備自然細胞膜的屬性。
同時,研究小組還在泡沫中製造泡沫,建立的隔膜模擬生物細胞的內部結構。他們通過連接一些氧化分子至光敏染料,可灌輸iCHELLs細胞進行光合作用。克羅寧稱,早期實驗結果形成的細胞膜可將水分解為氫離子、氫電子和氧分子,這是光合作用的初始狀態。
克羅寧稱,我們可以抽吸質子分布在細胞膜上,來設置形成一個質子坡度。這是從光線中獲得能量的關鍵一步,如果生命體能夠完成這些步驟,將建立形成具有類似植物新陳代謝功能的自供給細胞。
這項實驗仍處於早期階段,一些合成生物學家目前保留發言意見。西班牙巴倫西亞大學的曼紐爾-波爾卡說:「克羅寧研製的金屬細胞泡沫目前還不能說完全具備生命特徵,除非這些細胞可以攜帶類似DNA的物質,可驅動自我繁殖和進化。」
克羅寧回應稱,在理論上這是可能實現的,去年他在實驗中顯示利用金屬氧酸鹽彼此作為模板可實現自復制功能。
在為期7個月的實驗中,目前克羅寧可以大批量生產這些金屬細胞泡沫,並將它們注入充滿不同pH值的試管容器中,他希望這種混合環境將測試它們的生存性。如果pH值過低,一些細胞將溶解死亡。
如果克羅寧的實驗是正確的,或許宇宙生命的存在性將更加廣闊。日本東京大學的Tadashi Sugawara說:「這項實驗結果說明生命體並不全是基於碳結構,水星的物質結構與地球相差很大,或許在水星上也有可能通過無機元素形成生命體。克羅寧的這項研究開辟了一個新的領域。」
❹ 碳基生命為啥如此脆弱,硅基生命是超級文明的未來嗎
地球上的人和其它生命都是由核糖核酸、蛋白質等有機物構成的,而有機物的基礎就是碳,所以地球上的生命也被叫做碳基生命。之所以叫碳基生命,是因為碳元素是構築生命體基本零件時最基礎的材料。其實,碳基生命的機體中的碳元素含量並不是最高的。
俄國化學家門捷列夫發明元素周期表之後,據此預見了一些新的元素,大大加快了人類尋找化學元素的腳步。目前人類已經發現了118種元素。根據元素周期律,元素周期表上相鄰的元素往往具有相似的性質。
碳元素是元素周期表上第六號元素,而硅元素與碳屬於同族元素,並且是同族之間最相鄰的,與碳元素具有某些相似的化學性質。比如,氫和碳能夠生成甲烷(甲烷是一種最簡單的有機化合物),而氫和硅能夠生成硅烷;此外,碳酸鹽和硅酸鹽的性質也十分相似。
科學家們據此猜想,既然宇宙中能夠誕生碳基生命,那麼宇宙中同樣有可能誕生硅基生命。著名科普作家、科幻小說家阿西莫夫就提出了六種可能的生命形態,其中便有硅基生命。這個概念最早誕生於1896年,是德國科學家儒略申納提出的。
❺ 硅基生命是什麼形式的
許多對外星生命的探索都集中在發現與我們相似的生命跡象——液態水的可用性,或者由碳(地球上生命的基礎元素)製成的復雜化合物的存在。但是如果生命可以有不同的東西構成呢?元素周期表中有一種元素非常接近碳,有人認為這可能是生命的另一種化學基礎。我們更習慣於在電腦晶元、沙子和潤滑劑中找到它。硅基生命形式看起來可能是什麼樣的生命?
會是什麼樣子?
如果硅基生命形式確實存在,我們將如何尋找它們——我們甚至能識別什麼時候找到它們?尋找硅基生命肯定不容易;未來的宇航員不會跌跌撞撞地穿過岩石怪獸的足跡或硅生物的沙質排泄物。
基於硅的生命形式可能非常原始,其存在的跡象更加模糊——比如硅分子群出現在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星內部非常熱、富氫、貧氧的條件可能更有利於復雜的硅化學反應。
在尋找其他星球上的生命是,也許事實會比科幻小說更奇怪。
❻ 什麼是硅基生命比碳基生命更難出現嗎
其實關於硅基生命這一觀點可以說是科學家的一種憑空猜想,一種憑空推測。雖然說硅基生命這一概念提出的時間也不短了,但是在這一理論出現的100多年後的今天,人們關於硅基生命仍然沒有太多的發展,而且硅基生命這一觀點也越來越讓人失望,彷彿這種觀點只是人們的想像,在現實當中並不存在。
不過,雖然說現在人們對於硅基生命仍然是處於猜想推測當中,但是也許在宇宙的深處確實存在著這一類生命,只是我們不知道。
❼ 硅基生命的生命形式是什麼樣的,人類要怎麼才能觀察到
許多對外星生命的探索都集中在發現與我們相似的生命跡象——液態水的可用性,或者由碳(地球上生命的基礎元素)製成的復雜化合物的存在。但是如果生命可以由不同的東西構成呢?
基於硅的生命形式可能非常原始,其存在的跡象更加模糊——比如硅分子群出現在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星內部非常熱、富氫、貧氧的條件可能更有利於復雜的硅化學反應。在尋找其他星球上的生命時,也許事實會比科幻小說更奇怪。
❽ 在宇宙中,硅基生命有沒有可能真的存在
這是一篇我在頭條問答的解答,現在搬運到這里。
剛剛在上一篇文章,我描述和計算了氨基生命存在的概率。現在,順便談談硅基生命的形態。
除外,碳基生命都是呼吸氧氣,呼出二氧化碳。而如果存在一個碳基生命,它則會讓硅與氧元素結合,呼出一種叫做SiO2的化合物。這個SiO2的化合物,是固態的,也就是俗稱的「石英石」。你可以想像一下,一個像大石頭的怪物,每次呼吸都把一大堆磚頭一樣的東西吐出來嗎?很快,它就把自己埋了……
❾ 求一個硅基生物(孢子傳播)為內容的科幻小說名
你肯定是叫魔繭孢子?我記得幾年前科幻世界上刊登過一篇《寄生之魔》作者羅隆翔,裡面提到一種叫魔菟絲子的寄生植物。
❿ 硅基生命比碳基生命更難出現尋找外星人還是以尋找碳基生命為主嗎
目前人類對地外生命的尋找,還在人類已知的物理化學和生物知識的基礎上。當然很多人會講,也許外星人不用水,是硅基甚至鐵基的,但這更多是科幻的想法。迄今為止地球是人類所知唯一存在生命的星球,對於外星生命的探討肯定要依賴於對地球上生命的認識。
只要是生命形態,就必須從外界環境中收集、儲存和利用能量。碳基生命儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。碳在地球生物的呼吸作用中的代謝終產物主要為二氧化碳氣體,是種很容易從生物體中移除的廢棄物質;但是,硅的氧化則會形成固體,如果以現在的人體結構考慮,外星生命可能需要經常用氟化氫清理呼吸道。